2019—2020学年湖南省益阳市高二期末统考数学试卷★祝你考试顺利★注意事项:1、考试范围:高二考查范围。
2、答题前,请先将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试题卷和答题卡上的相应位置,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
用2B 铅笔将答题卡上试卷类型A 后的方框涂黑。
3、选择题的作答:每个小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。
4、主观题的作答:用0.5毫米黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非主观题答题区域的答案一律无效。
5、选考题的作答:先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B 铅笔涂黑。
答案用0.5毫米黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域内,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选修题答题区域的答案一律无效。
6、保持卡面清洁,不折叠,不破损。
7、本科目考试结束后,请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。
一、单选择题:本题共10小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的1.sin 20cos10cos 20sin10+=o o o o ( )A. 12-B.12C. D.【答案】B 【解析】 【分析】利用正弦的和角公式求解即可.【详解】()1sin 20cos10cos 20sin10sin 2010sin 302+=+==ooooo oo . 故选:B【点睛】本题主要考查了正弦的和角公式运用,属于基础题型.2.某校数学兴趣小组对高二年级学生的期中考试数学成绩(满分100分)进行数据分析,将全部的分数按照[)50,60,[)60,70,[)70,80,[)80,90,[]90,100分成5组,得到如图所示的频率分布直方图.若成绩在80分及以上的学生人数为360,估计该校高二年级学生人数约为( )A. 1200B. 1440C. 7200D. 12000【答案】A 【解析】 【分析】根据频率分布直方图求出成绩在80分及以上的学生人数占比再求总数即可.【详解】由题, 成绩在80分及以上的学生人数占比为()1100.010.020.040.3-⨯++=. 故该校高二年级学生人数约为36012000.3=. 故选:A【点睛】本题主要考查了频率分布直方图的理解运用,属于基础题型. 3.已知等比数列{}n a 中,544a a =,则128a a a ⋅⋅⋅=( ) A. 128- B. 128 C. 256- D. 256【答案】D 【解析】 【分析】根据等比数列的等积性求解即可.【详解】因为{}n a 为等比数列,故()128445256a a a a a ⋅⋅⋅==.故选:D【点睛】本题主要考查了等比数列的等积性,属于基础题型.4.某教育局公开招聘了4名数学老师,其中2名是刚毕业的“新教师”,另2名是有了一段教学时间的“老教师”,现随机分配到A 、B 两个学校任教,每个学校2名,其中分配给学校A 恰有1名“新教师”和1名“老教师”的概率是( )A. 14B.13C.12D.23【答案】D【解析】【分析】求出分配给学校A两个“新教师”与两个“老教师”的概率之和,再用1去减即可.【详解】分配给学校A两个“新教师”与两个“老教师”的概率之和为24213C=.故分配给学校A恰有1名“新教师”和1名“老教师”的概率是12133-=.故选:D【点睛】本题主要考查了根据对立事件的概率求原事件的概率的问题,需要利用组合方法求解对应的概率,属于基础题型.5.函数()()sinf x A x=+ωϕ(0A>,0>ω,2πϕ<)的部分图象如图所示,则()f x的解析式为()A. ()2sin3f x xπ⎛⎫=-⎪⎝⎭B. ()2sin6f x xπ⎛⎫=+⎪⎝⎭C. ()2sin26f x xπ⎛⎫=-⎪⎝⎭D. ()2sin26f x xπ⎛⎫=+⎪⎝⎭【答案】C【解析】【分析】先求出振幅与周期,再代入对高点求解即可.【详解】易得2A =,又周期T 满足2362T T ππππ⎛⎫=--=⇒=⎪⎝⎭.故22ππωω=⇒=.故()()2sin 2f x x ϕ=+,代入最高点23π⎛⎫⎪⎝⎭,有2sin 13πϕ⎛⎫+=⎪⎝⎭,因为2πϕ<,故6πϕ=-. 故()2sin 26f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭. 故选:C【点睛】本题主要考查了根据三角函数图像求解三角函数解析式的问题,属于基础题型. 6.在边长为1的正方形ABCD 内任取一点P ,使APB ∠是钝角的概率等于( ) A. 42π-B. 18π-C.8π D.2π 【答案】C 【解析】 【分析】先求出使APB ∠是直角的情况再分析即可.【详解】由题,当APB ∠为直角时,P 的轨迹是以AB 为直径的半圆,故当P 在半圆内时满足APB ∠是钝角,故APB ∠是钝角的概率等于211221π⎛⎫⨯⨯ ⎪⎝⎭8π=故选:C【点睛】本题主要考查了几何概型的方法,需要先分析临界条件再根据几何概型的方法求解即可.属于基础题型.7.ABC ∆中,M 是AC 边上的点,2AM MC =,N 是边的中点,设1AB e =uu u r u r ,2AC e =u u u r u u r,则MN u u u u r可以用1e u r,2e u u r表示为( ) A. 121126e e -ur u u rB. 121126e e -+ur u u rC. 121126e e +ur u u rD. 121726e e +ur u u r【答案】A 【解析】 【分析】利用向量的线性运算求解即可.【详解】由题, ()12111111322626MN MC CN AC AB AC AB AC e e =+=+-=-=-u u u u r u u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u ur u u u r u r u u r .故选:A【点睛】本题主要考查了平面向量的线性运算,属于基础题型. 8.“[)1,3x ∀∈,20x a -≤”成立的一个充分不必要条件是( ) A. 0a ≥ B. 1a >C. 9a ≥D. 9a >【答案】D 【解析】 【分析】先求出“[)1,3x ∀∈,20x a -≤”成立的充要条件再判定即可. 【详解】若 “[)1,3x ∀∈,20x a -≤” 则()2maxxa ≤,故9a ≥.“[)1,3x ∀∈,20x a -≤”成立的一个充分不必要条件是9a >. 故选:D【点睛】本题主要考查了恒成立的问题以及充分不必要条件的理解,属于基础题型.9.某企业通过前期考察与论证可知,投资每个A 项目第一年需资金20万元,从中可获利5万元;投资每个B 项目第一年需资金30万元,从中可获利6万元.现公司拟投资两个项目共不多于8个且投入资金不超过200万元,需合理安排这两个项目的个数使第一年获利最多,则获利最多可达到( ) A. 40万元 B. 44万元C. 48万元D. 50万元【答案】B 【解析】 【分析】设投资x 个A 项目,y 个B 项目,再列出,x y 满足的不等式,根据线性规划的方法求解即可.【详解】设投资x 个A 项目,y 个B 项目,则{}20302008,0,1,2...,7,8x y x y x y ⎧+≤⎪+≤⎨⎪∈⎩,再求56z x y=+的最大值.则投资的项目组合(),x y 为上不等式组的可行域中的整数点.易得56z x y =+在2030200484x y x x y y +==⎧⎧⇒≥⎨⎨+==⎩⎩即()4,4处取得最大值. 最大值为546444z =⨯+⨯=万元故选:B【点睛】本题主要考查了线性规划的应用题,需要注意满足条件的(),x y 为可行域中的整数点.属于基础题型.10.已知离心率为2的双曲线C :22221x y a b-=(0a b >>)的左右焦点分别为()1,0F c -,()2,0F c ,直线()3y x c =+与双曲线C 在第一象限的交点为P ,12PF F ∠的角平分线与2PF 交于点Q ,若2PF PQ λ=,则λ的值是( ) A.4343- B.4313- C.233D.3233+ 【答案】B 【解析】 【分析】利用角平分线的性质,计算112,PF F F 的比值关系再分析即可.【详解】先推导角平分线的性质,如图,设ABC V 中AD 为BAC ∠的角平分线,则根据正弦定理sin sin AB BDBDA BAD =∠∠①.sin sin AC CDCDA CAD=∠∠②又BDA CDA π∠+∠=,故sin sin BDA CDA ∠=∠,又sin sin BAD CAD ∠=∠, 故①÷②可得AB BDAC CD=.故由题, 2PF PQ λ=,22212111PF PQ QF QF F F PQ PQ PQ PF λ+===+=+. 再计算1PF 即可.因为2c a=,故2c a =,直线)3y x c =+,倾斜角为6π且过左焦点.设2112,2,2PF x PF x a x c F F c ==+=+=,由余弦定理有()()()()222222cos6x c x cc x c π=++-⋅⋅+⋅.化简得523331232x c c --==-.12124313311111F F c PF x c λ-=+=+=+=+-+.故选:B【点睛】本题主要考查了双曲线中根据定义以及余弦定理求解边角关系的方法,同时也考查了角平分线定理的应用,属于难题.二、多项选择题:本题共2小题,在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求11.若命题p :x R ∀∈,10x +>.命题q :对每一个无理数x ,2x 也是无理数.则下列命题是真命题的是( ) A. p q ⌝∨ B. p q ∧C. ()p q ⌝∧D. ()()p q ⌝∧⌝【答案】AD 【解析】 【分析】分别判断,p q 的真假,再分析即可.【详解】命题p 中,当1x =-时10x +>不成立.故命题p 为假命题. 命题q 中,当无理数3x =, 23x =不是无理数,故命题q 为假命题. 故选:AD【点睛】本题主要考查了命题真假的判断以及或且非命题的运用等.属于基础题型.12.如图,在平面四边形ABCD 中,等边ABC V 的边长为2,30ADC ∠=o ,AC CD ⊥,点M 为边上一动点,记DM CM λ=⋅u u u u r u u u u r,则λ的取值可以是( )A. 4-B.154C. 5D. 10【答案】CD 【解析】 【分析】建立平面直角坐标系将向量用坐标表示求解即可.【详解】以A 为坐标原点建立如图平面直角坐标系,设[]0,2AM t =∈.则()()13,,1,3,4,02M t t C D ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭. 故13134,1,32222DM CM t t t t λ⎛⎫⎛⎫=⋅=⋅ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝-----u u u u r u u u u r 2221533444242t t t t t t =+++-=++在[]0,2t ∈上为增函数, 故[]244,10t t λ=++∈.故选:CD【点睛】本题主要考查了建立平面直角坐标系解决向量的问题,需要找到合适的坐标原点建系,利用平面向量的坐标表达求数量积再分析范围,属于中等题型.三、填空题:本题共4小题13.若1sin 3α=,则cos2=α__________. 【答案】79【解析】【详解】2217cos 212sin 12().39αα=-=-⨯= 14.若0x >,则92y x x =++的最小值等于______. 【答案】4 【解析】 【分析】配凑出基本不等式的结构求解即可.【详解】99222422y x x x x =+=++-≥=++. 当且仅当23,1x x +==时取等号. 故答案为:4【点睛】本题主要考查了基本不等式的应用,属于基础题型. 15.直线l 过抛物线214y x =的焦点F ,与抛物线交于A ,B 两点,若=16AB ,则AB 的中点D 到x 轴的距离为______. 【答案】7 【解析】 【分析】根据抛物线的焦点弦长公式求解即可. 【详解】抛物线214y x =的焦点为()0,1F ,设()()1122,,,A x y B x y ,则12216AB y y =++=.即1214y y +=.所以AB 的中点1212,22x x y y D ++⎛⎫⎪⎝⎭到x 轴的距离1272y y +=. 故答案:7 【点睛】本题主要考查了抛物线的焦点弦长公式的运用,属于基础题型.16.已知数列{}n a ,{}n b 的前n 项和分别为n S ,n T ,且223n S n n =+,233n n T b =-,若两个数列的公共项按原顺序构成数列{}n c ,若2020n c ≤,则n 的最大值为______.【答案】3【解析】【分析】先求得数列{}n a ,{}n b 的通项公式,再分析公共项的满足的条件即可.【详解】由题, 223n S n n =+.当1n =时, 15a =,当2n ≥时, ()()()()221232131412n n n a S S n n n n n n -⎡⎤=+--+-=+⎣⎦-≥=. 当1n =时也满足41n a n =+.故41n a n =+又233n n T b =-,当1n =时1112333b b b =-⇒=.当2n ≥时, 11112332333233n n n n n n n n n T b b b b b b T b ----=-⎧⇒=-⇒=⎨=-⎩. 故{}n b 是以13b =为首项,3为公比的等比数列.故3n n b =.故数列{}n c 为41n a n =+与3n n b =的公共项.又12234203,9421,27,814201b b a b b a ===⨯+====⨯+=,561827243,72941821,21872020b b a b ===⨯+==>.故12349,81,729,2020c c c c ===>,且{}n c 为单调增数列.故满足2020n c ≤,n 的最大值为3.故答案为:3【点睛】本题主要考查了根据数列的前n 项和求解通项的方法以及等差等比数列的综合运用,属于中等题型.四、解答题:本题共6小题,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤17.已知ABC ∆的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且()2cos cos 0a b C c A ++=.(1)求C ;(2)若4a =,c =ABC ∆的面积.【答案】(1)23π;(2)【解析】【分析】(1)利用正弦定理边化角以及和差角公式进行求解即可.(2)利用余弦定理求解得6b =,再用三角形面积公式求解即可.【详解】(1)∵()2cos cos 0a b C c A ++=,由正弦定理得:∵()sin 2sin cos sin cos 0A B C C A ++=∴()sin cos sin cos 2sin cos 0A C C A B C ++=∴()sin 2sin cos 0A C B C ++=,即sin 2sin cos 0B B C +=,∵()0,B π∈,∴sin 0B ≠,∴1cos 2C =-, 又∵()0,C π∈,∴23C π=. (2)由余弦定理得:2222cos c a b ab C =+-,即217616242b b ⎛⎫=+-⨯- ⎪⎝⎭, ∴6b =,∴11sin 4622ABC S ab C ∆==⨯⨯=. 【点睛】本题主要考查了解三角形中的正余弦定理以及面积公式的运用,属于中等题型.18.某消费品企业销售部对去年各销售地的居民年收入(即此地所有居民在一年内的收入的总和)及其产品销售额进行抽样分析,收集数据整理如下:销售地 A B C D 年收入x(亿元)15 20 35 50 销售额y(万元)16 20 40 48(1)在图a中作出这些数据的散点图,并指出y与x成正相关还是负相关?(2)请根据上表提供的数据,用最小二乘法求出y关于x的线性回归方程?(3)若B地今年的居民年收入将增长20%,预测B地今年的销售额将达到多少万元?回归方程系数公式:1221ˆni iiniix y nxybx nx==-=-∑∑,ˆˆa y bx=-.参考数据:15162020354050484440⨯+⨯+⨯+⨯=,2222152035504350+++=.【答案】(1)散点图见解析,y与x成正相关;(2)ˆ0.96 2.2y x=+;(3)23.04万元.【解析】【分析】(1)根据表中给的数据描点再判断即可.(2)代入参考数据与公式计算出方程即可.(3)根据(2)中的回归方程,代入20120%24x=⨯=求解即可.【详解】(1)如图,y与x成正相关.(2)30x =,31y =,414440i i i x y ==∑,4214350i i x ==∑,41422214444043031ˆ0.9643504304i i i i i x y xyb x x ==--⨯⨯===-⨯-∑∑,ˆˆ310.9630 2.2a y bx =-=-⨯=,故所求线性回归方程为ˆ0.96 2.2y x =+.(3)当20120%24x =⨯=时,ˆ0.9624 2.223.04y =⨯+=,预测B 地今年的销售额将达到23.04万元.【点睛】本题主要考查了线性回归方程的求解及其实际意义的理解,属于基础题型.19.已知向量13,42xa ⎫=⎪⎭r ,cos ,cos 42xx b ⎛⎫= ⎪⎝⎭r,记()f x a b =⋅r r.(1)求()f x 的最小正周期和单调递增区间;(2)当[],x ππ∈-,求函数()f x 的取值范围.【答案】(1)4π,424,433k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦(k Z ∈);(2)3⎡⎤⎢⎥⎣⎦.【解析】【分析】(1)代入()f x a b =⋅r r ,根据降幂公式与辅助角公式化简再求最小正周期和单调递增区间即可.(2)由(1)有()sin 26x f x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,根据[],x ππ∈-可求得2,2633x πππ⎡⎤+∈-⎢⎥⎣⎦,再根据正弦函数在区间内的单调性与最值求解函数()f x 的取值范围即可.【详解】(1)()1313sin cos cos sin cos sin 4422222226x x x f x x x x π⎛⎫=⋅=+=+=+ ⎪⎝⎭a b , 所以()f x 的最小正周期2412T ππ==. 令222262x k k πππππ-≤+≤+(k Z ∈), 解得424433k x k ππππ-≤≤+(k Z ∈), 所以()f x 的单调递增区间为424,433k k ππππ⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦(k Z ∈). (2)当[],x ππ∈-时,2,2633x πππ⎡⎤+∈-⎢⎥⎣⎦所以当x π=-时,sin 26x π⎛⎫+ ⎪⎝⎭取到最小值3-, 当23x π=时,sin 26x π⎛⎫+ ⎪⎝⎭取到最大值1,因此()f x 的值域为3,12⎡⎤-⎢⎥⎣⎦. 【点睛】本题主要考查了向量与三角函数恒等变换的运用以及根据三角形函数解析式求解在区间内的取值范围等问题.属于中等题型.20.如图,在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 为矩形,O ,E 分别为AD ,PB 的中点,平面PAD ⊥平面ABCD ,2PA PD ==,24AB AD ==.(1)求证://OE 平面PCD ;(2)求证:AP ⊥平面PCD ;(3)求二面角A PD B --的余弦值.【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)13.【解析】【分析】(1) 取PC 的中点G ,连接EG ,DG .再证明//OE DG 即可.(2)分别证明CD AP ⊥与AP PD ⊥即可.(3)以O 为原点,建立空间直角坐标系,利用二面角的向量方法求解即可.【详解】(1)证明:取PC 的中点G ,连接EG ,DG .∵E ,G 分别为PB ,PC 的中点,∴1//2EG BC =,∵四边形ABCD 为矩形,且O 为AD 的中点,∴1//2OD BC =,∴//OD EG =,∴四边形ODGE 为平行四边形,∴//OE DG .又因为OE ⊄平面PCD ,DG ⊂平面PCD ,∴//OE 平面PCD ,.(2)∵底面ABCD 为矩形,∴CD AD ⊥,又平面PAD ⊥平面ABCD ,∴CD ⊥平面P AD ,∴CD AP ⊥,∵PA PD ==2AD =,∴222AP PD AD +=,∴AP PD ⊥,又CD PD D =I∴AP ⊥平面PCD .(3)解:取BC 的中点F ,连接OF ,OP ,则OP AD ⊥,OF AD ⊥,OF OP ⊥.以O 为原点,OA 的方向为x 轴正方向,建立如图所示的空间直角坐标系O xyz -,则()0,0,1P ,()1,0,0D -,()1,4,0B ,平面P AD 的一个法向量()0,1,0n =r ,()1,4,1PB =-u u u r ,()1,0,1PD =--u u u r ,设平面PBD 的法向量(),,m x y z r=, 则00m PB m PD ⎧⋅=⎨⋅=⎩u u u v r u u u v r ,所以400x y z x z +-=⎧⎨--=⎩,可取()2,1,2m =-r ,所以1cos ,3n m m n n m ⋅===⋅r r r r r r , 结合图形可知二面角A PD B --的余弦值为13. 【点睛】本题主要考查了线面平行,线面垂直的证明以及空间向量求解二面角的问题,属于中等题型. 21.已知公差不为0等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,10751S S -=,且2a ,5a ,14a 成等比数列.数列{}n b 的各项均为正数,前n 项和为n T ,且13b =,()21111223n n n n n n b T b b T b ----+=+(2n ≥).(1)求数列{}n a ,{}n b 通项公式;(2)设n n n c a b =,求数列{}n c 的前n 项和.【答案】(1)21n a n =-,3n n b =;(2)()1133n n +-⨯+.【解析】【分析】(1)利用基本量法求解数列{}n a 的通项公式,再根据递推公式证明数列{}n b 是等比数列,进而求得通项公式即可.(2)根据错位相减的方法求解即可.【详解】(1)因为10789109351S S a a a a -=++==,所以,917a =,∴1817a d +=①又2a ,5a ,14a 成等比数列,所以22145a a a =,即()()()2111134a d a d a d ++=+②联立①②解得11a =,2d =,所以21n a n =-.因为()21111223n n n n n n b T b b T b ----+=+, 所以,()22111230n n n n n b b T T b ------= 所以,2211230n n n n b b b b ----=,解得:13n n b b -=或1n n b b -=-(舍),所以,数列{}n b 是3为首项,3为公比的等比数列,所以,3n n b =. (2)数列{}n c 的前n 项和()()1211333233213n n n C n n -=⨯+⨯+⋅⋅⋅+-⨯+-⨯∴()()23131333233213n n n C n n +=⨯+⨯++-⨯+-⨯L∴()()231232333213n n n C n +-=++++--⨯L()()119313221331n n n -+-=+⨯--⨯-()12236n n +=--⨯-∴()1133n n C n +=-⨯+【点睛】本题主要考查了等差数列的基本量求解方法以及根据递推公式证明等比数列以及错位相减求和的方法,属于中等题型.22.已知椭圆C :22221x y a b +=(0a b >>)的离心率e =1F ,2F ,过右焦点2F 任作一条不垂直于坐标轴的直线l 与椭圆C 交于A ,B 两点,1F AB ∆的周长为(1)求椭圆C 的方程;(2)记点B 关于x 轴的对称点为B '点,直线AB '交x 轴于点D .求ABD ∆的面积的取值范围.【答案】(1)22132x y +=;(2)⎛ ⎝⎭. 【解析】【分析】(1)根据椭圆的定义以及基本量的关系求解方程即可.(2)联立直线与椭圆的方程求解关于A ,B 两点的韦达定理,再根据题意表达出ABD ∆的面积,代入韦达定理表示再根据二次不等式的方法求解范围即可.【详解】(1)根据椭圆的定义可知1F AB ∆的周长等于4a , 所以4a =,a =又离心率3e =,所以1c =,22b =, 所以椭圆C 的方程为22132x y +=. (2)设()11,A x y ,()22,B x y ,则()22,B x y '-设直线AB 的方程为:1x my =+(0m ≠),由221236x my x y =+⎧⎨+=⎩,得()2223440m y my ++-=, 所以122423m y y m +=-+,122423y y m =-+, 直线AB '的方程为()121112y y y y x x x x +-=--, 令0y =得()121112D y x x x x y y -=++, 又因为111x my =+,221x my =+, 所以()1211211212211D y my my my y x my y y y y -=++=+++,∴1213D x m m =⋅+=,所以D 点的坐标为()3,0,221212122ABD AF D BF D S S S y y y y ∆∆∆=+=⨯⨯-=-====∵0m ≠,∴2110,233m ⎛⎫∈ ⎪+⎝⎭ ∴0,3ABD S ∆⎛∈ ⎝⎭即ABD △面积的取值范围为⎛ ⎝⎭.【点睛】本题主要考查了椭圆的定义与基本量的求解以及直线与椭圆的位置关系求解椭圆中的面积问题.需要联立直线与椭圆得出韦达定理代入运算,最后根据不等式的方法求解.属于难题.21。